挤出机螺杆均化段.ppt

雷诺数定义 挤出成型均化段研究 主讲 49号 小组成员 44号—49号 雷诺数就是表征流体流动特性的一个重要参数。 流体流动时的惯性力Fg和粘性力(内摩擦力)Fm之比称为雷诺数。用符号Re表示。Re是一个无因次量。 Re=ρvr/η，其中v、ρ、η分别为流体的流速、密度与黏性系数，r为一特征线度。 雷诺数小，意味着流体流动时各质点间的粘性力占主要地位，流体各质点平行于管路内壁有规则地流动，呈层流流动状态。雷诺数大，意味着惯性力占主要地位，流体呈紊流流动状态，一般管道雷诺数Re＜2000为层流状态，Re＞4000为紊流状态，Re＝2000～4000为过渡状态。在不同的流动状态下，流体的运动规律．流速的分布等都是不同的，因而管道内流体的平均流速υ与最大流速υmax的比值也是不同的。因此雷诺数的大小决定了粘性流体的流动特性。 均化段作用:将熔融物塑料定压、定量、定温挤入塑料成型机头中 均化段，具有这样几个突出的工艺特性 这一段螺纹深度最浅、螺槽容积最小，螺杆与机筒间产生的压力最大，同时物料受到过滤筛板的反作用力，在径向压力和轴向压力的高压作用下，使含于塑料内约占50％的气体全部排出，并使胶层压实、致密，“均压段”之称即由此而来。 这一段又是挤出工艺温度最高的一段，使经过熔融段未能塑化的高分子在此段完成塑化，从而消除“颗粒”，使塑化充分均匀，所以该段又称“均匀段”。 因挤出量的大小和挤出压力由该段的容积决定，所以又叫“计量段”。 均化段的螺槽深度和长度是两个重要参量 螺槽深度： 应该设计得使该段的计量能力与压缩段的熔融能力相匹配，以适当地控制每一转的挤出量。 如果该段的螺槽深度过大，使其潜在的熔体输送能力大于熔体熔融能力，压缩段未熔融的物料会进入该段，残留的固相碎片若得不到进一步的均匀塑化而挤入机头，会影响制品质量。 如果螺槽太浅，质量就会下降，而且熔体会受到过大的剪切，熔体的温度会变得过高，非但不能获得低温挤出，甚至会引起过热分解。 均化段螺槽深度的选择还应当与使用的机头相匹配：若想获得高的挤出量，高压机头应当与浅的均化段螺槽的螺杆相匹配。 均化段螺槽深度h3的确定比较复杂，目前仍以经验方法确定。 h3=（0.02-0.06）D 螺杆直径较小者，H1取大值，反之，取小值。 47 均化段长度L3是另外一个重要参数。 L3长一些，可以使物料得到相对长一些的均化时间，也可以减少温度，压力，产量的波动。 但是L3不能过长，否则会导致压缩段和加料段在全长的比例变小，不利于物料的熔融。 对于非结晶性塑料，均化段长度约占螺杆全场的22%-25%；对于结晶性塑料，均化段长度约占螺杆全长的25%-35% 对于某种给定的物料，有一个最佳的均化段螺槽深度和均化段长度。均化段的尺寸决定了它的均化能力。 有实验证明，在其他不变的情况下，均化段螺杆深度稍为增加就会使均化质量大大下降；相反，h3稍微减少产量会大大减少（50%）。而均化段的长度减少太多，同样会引起塑化质量的下降。附带说明一下，有一种习惯的计算方法，当压缩比 和均化段槽深h3决定后，h1可以用下式计算： 以上仅是一个几何关系，压缩比不应作为决定加料段螺槽深度的标准。 均化段螺杆几何尺寸 h3=（0.025-0.06）Db L3=(0.2-0.25)L （PVC等短,甚至不要）；长径比大，相应取大 Db—螺杆直径 L—螺杆总长 h3—螺槽深度 L3—均化段长度 螺杆的压缩比 压缩比：螺杆进出料端螺槽容积之比。压缩比的存在是产生挤出压力的前提。 熔体输送理论 传统均化段存在问题 ：因为均化段还存有固体物料，仍要熔融物料，故混料作用削减，影响了挤出质量 新型塑料挤出成型工艺螺杆： 1.分离型螺杆：使熔融物料和固体及早分离，促进未熔物料更快熔融，已熔物料削减剪切，获患上低温挤出。 2.在螺杆某部位设立屏障段，使未熔固体颗粒不克不及通过，一般设于靠近螺杆头部，又称屏蔽头。 * 44 44 挤出成型均化段研究 48 压力/MPa 48 螺杆的压缩比值大小，对挤出塑化原料的工艺控制条件有较大影响。它是由塑料的物理压缩比—即制品的密度与进料的表现密度之比来决定的。使挤塑机压缩比较大，目的是为了使颗粒状